編者語(yǔ):當(dāng)前,能源管理問(wèn)題是流程工業(yè)企業(yè)中熱門(mén)的話題。經(jīng)濟(jì)環(huán)境的不安全感對(duì)流程工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的壓力越來(lái)越大,要求他們進(jìn)一步地降低能源消耗以避免更大的收益損失。而過(guò)程控制技術(shù)就是一個(gè)能夠在不影響產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和生產(chǎn)靈活性的情況下,降低成本的有效工具。
APC先進(jìn)過(guò)程控制技術(shù)是一款基于模塊化的、多變量的、前瞻性的軟件工具,它能夠?qū)α鞒坦I(yè)企業(yè)下一級(jí)控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)按照佳的可用性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行控制。它能夠?qū)Χ鄠(gè)調(diào)節(jié)和控制參數(shù)同時(shí)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。利用其內(nèi)部集成的優(yōu)化程序能夠保證低成本、高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)佳的產(chǎn)品生產(chǎn)。
例如,通過(guò)化工反應(yīng)釜就可以清楚地看到經(jīng)濟(jì)性邊界條件的優(yōu)點(diǎn),在節(jié)約能源使用量(減少蒸汽用量)的同時(shí)也能提高產(chǎn)量。
多變量控制模塊能夠很好地描述反應(yīng)釜中的動(dòng)態(tài)過(guò)程,能夠在時(shí)間對(duì)需要調(diào)節(jié)的工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,使這些參數(shù)盡可能地接近其理論值。在一般情況下,可以把標(biāo)準(zhǔn)誤差減少50%以上。除了經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)以外,在技術(shù)上它也使得整個(gè)生產(chǎn)流程更加穩(wěn)定。由于需要調(diào)節(jié)、變化的流程工藝參數(shù)都被限制在很小的波動(dòng)范圍之內(nèi),使得過(guò)程設(shè)備能夠在大原材料投入的情況下運(yùn)行生產(chǎn)。
這里,重要的是按照怎樣的邊界條件開(kāi)動(dòng)、運(yùn)行過(guò)程設(shè)備。由于使用的是一套多變量系統(tǒng),因此所有與原材料投入有關(guān)的影響因素都考慮到了,例如:壓力、溫度、能源供應(yīng)和質(zhì)量,并保證了這些因素都在邊界條件之內(nèi)。由于過(guò)程工藝生產(chǎn)過(guò)程中的變量很多,因此組合后(在邊界條件之內(nèi))能夠?qū)崿F(xiàn)高投入、高產(chǎn)出的變型工藝方案也很多。
若沒(méi)有APC先進(jìn)過(guò)程控制軟件系統(tǒng),過(guò)程設(shè)備的操作者們總是在安全、保險(xiǎn)的運(yùn)行條件下進(jìn)行生產(chǎn),以避免突變到有可能帶來(lái)危險(xiǎn)后果的邊界條件工況中。過(guò)程設(shè)備在這樣的條件下運(yùn)行時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)佳的經(jīng)濟(jì)性,換句話說(shuō)是白白的浪費(fèi)了大量的能源。
此時(shí),基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理的優(yōu)化程序(簡(jiǎn)稱(chēng)LP)就發(fā)揮了作用,它能夠根據(jù)目的確定佳的工作參數(shù),確定如何控制過(guò)程設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn);它能確定保證佳目標(biāo)的調(diào)節(jié)參數(shù),并同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性的高低。優(yōu)化程序確定出這些參數(shù)后,調(diào)節(jié)器接收這些參數(shù),并把它們視為理論值,使過(guò)程設(shè)備按照這些優(yōu)化后的理論值繼續(xù)運(yùn)行。這樣,就可以實(shí)現(xiàn)在不對(duì)過(guò)程設(shè)備帶來(lái)危害并且不出所有限制性邊界條件的情況下投入更多的原料,從而生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品。
利用這一軟件工具后,某反應(yīng)釜的產(chǎn)能大大提高,每年可以帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)250萬(wàn)美元。
也適用于小型過(guò)程設(shè)備
由AspenTech公司提供的新MSC制造和供應(yīng)鏈解決方案aspenOne V7是aspenOne APC先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)中的核心模塊。這一版本中的創(chuàng)新在于能夠快速、和經(jīng)濟(jì)地在小型流程工藝設(shè)備中實(shí)現(xiàn)先進(jìn)流程工藝控制功能。它的另一個(gè)新特點(diǎn)是能夠在一個(gè)解決方案中讓用戶(hù)在三種不同類(lèi)型的調(diào)節(jié)模塊中進(jìn)行選擇。
在aspenOne中集成的ACP平臺(tái)使用戶(hù)能夠在集成環(huán)境下建立自己的APC先進(jìn)過(guò)程控制應(yīng)用、與子系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以及對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)和常規(guī)管理。
aspenOne APC平臺(tái)不僅提供了技術(shù)上的使用靈活性而且也提供了經(jīng)濟(jì)上的使用靈活性,在模塊化技術(shù)的幫助下能夠更加靈活的對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定和管理。此外,這一平臺(tái)還滿(mǎn)足了調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域中線性和非線性動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的要求,使得小型流程生產(chǎn)設(shè)備也能夠使用先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)。而過(guò)去,由于APC先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)的投資過(guò)高使得小型過(guò)程設(shè)備使用這一系統(tǒng)顯得不夠經(jīng)濟(jì)、合理。
AspenTech公司新版軟件中的三種不同調(diào)節(jié)模式改善了控制調(diào)節(jié)的性能,提高了使用效率,并且能夠?qū)iT(mén)對(duì)邊界條件進(jìn)行設(shè)置,這些都保障了過(guò)程設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)大的生產(chǎn)效率。在納入了線性和非線性調(diào)節(jié)模式之后,也可以毫無(wú)問(wèn)題的像只有一種調(diào)節(jié)模式那樣工作,能夠簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的在不同的調(diào)節(jié)技術(shù)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。APC先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)不僅能夠自動(dòng)地完成調(diào)節(jié)參數(shù)的配置,而且也能夠自動(dòng)地完成調(diào)諧參數(shù)的配置、轉(zhuǎn)換。
APC系統(tǒng)使得工作流程可由使用者通過(guò)對(duì)一個(gè)個(gè)單獨(dú)過(guò)程的控制、調(diào)節(jié)來(lái)完成。例如用按鍵設(shè)置一個(gè)個(gè)參數(shù)和它們的應(yīng)用。從而可以系統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)在一個(gè)控制系統(tǒng)對(duì)服務(wù)器及應(yīng)用設(shè)備地控制和數(shù)據(jù)采集。
費(fèi)用效率和持續(xù)性發(fā)展
目前,AspenTech公司的這一系統(tǒng)已經(jīng)在各地銷(xiāo)售了6000多套。今天,投資購(gòu)買(mǎi)、使用APC先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)的目的在于降低能源費(fèi)用,同時(shí)也保證遵守各個(gè)邊界條件。使用這一系統(tǒng)后,平均可以降低10%的能源費(fèi)用,同時(shí)也能提高過(guò)程設(shè)備的生產(chǎn)穩(wěn)定性、可靠性和安全性,提高過(guò)程設(shè)備的生產(chǎn)能力。
此外,在使用APC先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)后,企業(yè)一般都能夠把產(chǎn)品質(zhì)量水平提高50%左右,收益率提高3%,生產(chǎn)能力提高4%。同時(shí),減少了原材料的消耗也使得生產(chǎn)企業(yè)得到了更高的效益。投資購(gòu)買(mǎi)APC先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)的費(fèi)用可以在6個(gè)月到1年時(shí)間內(nèi)收回。